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Verfahren und Vorrichtung zur Photographie oder Kinematographie in Farben.
Die Verfahren zur Ausübung der farbigen Kinematographie auf Schichten auf den üblichen Unterlagen und mit Hilfe von Selektionsfiltern lassen sich in zwei Gruppen einteilen :
Nach der einen Gruppe wird ein einziges Objektiv zur Aufnahme verwandt und die hindurchgehende Lichtmenge beim Austritt aus dem Objektiv in zwei oder mehrere Lichtbündel zerlegt, deren jedes einer der gewählten Grundfarben entspricht und ein Bild von Normalfilmgrösse entstehen lässt, wobei diese Bilder auf einem einzigen oder auf mehreren Filmen erzeugt werden. In diese Gruppe gehören, gleichfalls jene Verfahren, bei denen das aus dem Objektiv austretende Licht zwar nicht unterteilt wird, aber abwechselnd und entsprechend den einzelnen Grundfarben selektiv getrennt wird, so dass die Bilder viel zahlreicher sind und die Belichtungszeit jedes einzelnen verkürzt werden muss.
Die Nachteile dieser
Gruppe von Verfahren sind folgende : 1. Bei der Aufnahme muss ein viel längerer Film als bei der Schwarzweisskinematographie verwendet werden. 2. Die Lichtmenge je Einheit der lichtempfindlichen Schicht muss verringert werden, entweder weil diese Menge auf eine viel grössere Emulsionsfläche zu verteilen ist als beim Schwarzweissfilm oder aber weil die Belichtungszeit erheblich kurzer sein muss. Diese Nachteile fallen besonders ins Gewicht, wenn man das Dreifarbenverfahren anwenden will.
Die zweite Gruppe umfasst die Verfahren mit mehreren Objektiven, von denen jedes für eine bestimmte Grundfarbe abgestimmt ist. Beim Dreifarbenverfahren lassen sich dann die drei Bilder auf ein Normalbild bringen, doch hat jedes Einzelbild dann höchstens ein Viertel eines Normalbildes an
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Hiezu kommen noch die Schwierigkeiten der Parallaxe zwischen drei Objektiven, die man niemals völlig überwinden kann ; ferner vermindert die Vielzahl der Objektive ihre Öffnung (Apertur) und somit ihre Lichtstärke.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Kinematographie und eventuell zur Photographie in Farben auf Schichten auf normalen Unterlagen, welches diese Nachteile vermeidet. Sie besteht im wesentlichen in der Anwendung eines einzigen Objektivs, welches die nachstehenden zwei kennzeichnenden Eigenschaften besitzt : 1. Es gibt ein in einer der Dimensionen, Länge oder Breite verzerrtes Bild, wobei die Verzerrung in einer Verminderung der Ausmasse besteht, die proportional der Zahl der verwandten Grundfarben gewählt ist. Beispielsweise wird beim Dreifarbenverfahren die Länge (Höhe) oder die Breite eines jeden der Bildelemente auf ein Drittel der Dimension verkürzt, die sie bei einem normalen Bilde haben müsste. 2.
Es verdreifacht beim Dreifarbenverfaltren dieses Elementarbild durch geeignete Selektionsfilter hindurch und bringt die so erhaltenen drei Selektivteilbilder auf dem Film in dem Raume eines Normalbildes unter.
Weil diese selektiven Bilder nur in einer ihrer Dimensionen, Länge (Höhe) oder Breite, verkürzt
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Bildes restlos ausnutzt.
Dank des Prinzips der Umkehrbarkeit der Liehtwege können die so gewonnenen Bilder nach dem Entwickeln und dem Vervielfältigen mit den gewöhnlichen Mitteln auf einen Projektionsschirm geworfen werden, wo sie farbige Bilder wiedergeben, welche genau die Dimensionen der kinematographisch aufgenommenen Objektive haben, oder es kann auch-im Falle des Zweifarbenverfahrens-jedes Bild in Normalgrösse auf einen auf zwei Seiten empfindlichen Film projiziert werden, von dem jede Seite entsprechend einer der beiden Grundfarben behandelt ist und dann nach den üblichen Verfahren gefärbt
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werden, wobei man die beiden S ? Iektivbilder, einander gegenüberliegend, unter Verwendung eines geeigneten Merkzeichens auf den Film, mittels der üblichen Verfahren projiziert.
Die Erfindung lässt sich beispielsweise mit der im folgenden beschriebenen optischen Vorrichtung ausführen.
Drei unterschiedliche optische Teile kennzeichnen diese Vorrichtung.
P ist ein das Bild verdreifachendes Prisma ; 0 ein photographisches Spezialobjektiv : L ein optisches
System, das die Aufgabe hat, die Abmessungen der durch dieses System hindurchphotographierten Gegenstände (Objekte) auf optischem Weg zu verkleinern.
Die Fig. l zeigt eine Gesamtanordnung und den Strahlengang durch die gesamte Vorrichtung P, O, L, wobei alle optischen Teile zwecks Vereinfachung der Darstellung als optisch unendlich dünn gedacht sind. In der Fig. 1 ist P ein Spezialprisma, dessen Einzelheiten die Fig. 2 wiedergibt und welches das vom photographischen Objektiv erzeugte Bild verdreifacht. Es wird von dem Trapezoidprisma Fl (aus Flintglas) gebildet, an dessen beide Seiten zwei andere Prismen Cr (aus Kronglas) angebracht sind. Der mittlere Teil v ist eine planparallele Glasplatte, während die beiden seitlichen Teile rund b aehromatische Prismen sind, welche die Strahlen gegen die Grundflächen ablenken, ohne die Klarheit der Bilder zu beeinträchtigen.
Zwischen der grossen Grundfläche des Prismas FI und einer Seite des planparallelen Glases bringt man farbige Selebtionsfilter an, die aus gefärbter Gelatine oder farbigem Glas bestehen.
Dieses Prisma P hinter dem photographischen Objektiv 0 (Fig. 1 und 2) gibt drei Bilder, rot, grün und blau, u. zw. in scharfer Trennung, was der weiter unten beschriebenen Feldblende verdankt wird.
Die Ablenkung oder Verschiebung der Mitte des ursprünglichen Bildes, welches durch dasselbe Objektiv allein auf dem gleichen Flächeninhalt gegeben werden wurde, beträgt ein Drittel der Breite dieses Bildes, so dass man beispielsweise auf einem der üblichen kinematoyraphiselien Einzelbilder von
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oder 8 x 18 mir.
0 ist ein Spezialobjektiv mit der grossen numerischen Öffnung (Apertur) f/2 oder f/2. Ï, dessen wirksame Blende mit der Lage der Vorrichtung P zusammenfällt und das von dem als"Katzenauge" bezeichneten Fehler frei ist.
P spielt die Rolle der Blende des Objektivs 0, wobei jedes elementare Bild, b, v oder r (Fig. 1), je ein Drittel des Prismas ausnutzt, also je ein Drittel der Öffnung des Objektivs. Da anderseits das Feld (die Fläche) durch den neuen Bildrand begrenzt und in einem bestimmten Sinne dreifach verkleinert wird, so dient die Anordnung L dazu, dem Feld seine ursprüngliche Grösse wiederzugeben.
Die optische Vorrichtung L, welche das Feld (die Fläche) in einem bestimmten Sinne dreifach vergrössert, ist nichts anderes als eine Teleskopdioptrik mit Zylinderlinsen. Dieses Galileivehe (llas mit Zylinderlinsen besteht aus zwei optischen Teilen mit Brennweiten f bzw. fl, wobei
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B ist der Abstand der beiden Systeme.
Dieses System hat bereits zahlreiche Anwendungen gefunden ; es ist der negative Teil (Fokus fA) des Systems, der gleichzeitig als Feldblende dient.
Die Fig. 3 zeigt den Gang der Lichtstrahlen durch die Linsen, (welehe durch ihre Hauptebenen angedeutet sind) unter Berücksichtigung ihrer wahren Dicke. Die ausseraxialen und (im allgemeinsten
Fall) geneigten Strahlen haben ihren Verlauf dargestellt durch den Strahl R und schneiden den Rand der Feldblende D. Man sieht, dass die stärker geneigten Strahlen abgeblendet werden und das Bild r nicht in das Bild v fallen kann. Anderseits verhindern die beiden Trennungen S ebenfalls eine Störung bzw. das Auftreffen falschen Lichtes durch Überstrahlung (Irradiation). Diese Trennvorriehtungen sind durchschnitten, um den Verschluss durchtreten zu lassen.
Man kann auch noch verschiedene andere Möglichkeiten vorsehen. So lassen sich die Farben- selektionsfilter vorteilhaft in das Fenster des Aufnahmeapparates fast in Kontakt mit dem Bilde stellen, anstatt sie in Kontakt mit P zu bringen. Diese Vorrichtung bringt sogar besondere Vorteile mit sien, weil man das Farbenselektionsfilter auswechseln kann, ohne an dem optischen System etwas zu verändern oder mit ihm in Berührung zu kommen.
Gegebenenfalls kann das Prisma P auch vor dem Objektiv 0 angeordnet werden. Es kann sich auch im Innern des Objektivs 0 befinden, wenn die Bedingung eingehalten wird, dass dieses Objektiv am Ort des Prismas von parallelen Strahlen durchdrungen wird, wie es die Fig. 4 zeigt. In allen diesen Fällen blendet das Prisma P das Objektiv ab.
Das optische System L mit Zylinderlinsen kann auch wie die meisten Ferngläser aus zwei positiven Teilen gebildet werden. Die Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der das Prisma P vor dem Objektiv steht und das System L von zwei positiven Zylinderlinsen gebildet wird.
Das System L wird durch die nachstehenden Formeln bestimmt :
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Die Feldblende D wird in die Brennebene der Zylinderlinse fA gestellt, wie es die Fig. 5 darstellt.
Man sieht, dass man wie bei allen Dreifarbenverfahren drei Elementarbilder erhält, deren jedes einem bestimmten Teile des Spektrums entspricht.
Mit einer ähnlichen Anordnung lassen sich auch Zweifarbenbilder oder, allgemein ausgedrückt, Mehrfarbenbilder erzeugen.
Die drei Bilder werden ohne die geringste Parallaxe erhalten und sind von allen mit andern Verfahren erhaltenen Bildern verschieden, weil sie nach einer Richtung hin deformiert (zusammengedrückt) sind. Ein so belichteter und entwickelter Film gestattet die einfache Abnahme beliebig vieler positiver Abzüge. Wendet man ein gleiches Verfahren oder System bei der Projektion an (Prinzip der Lichtumkehrung), so erhält man auf dem Projektionsschirm eine Wiedergabe in Farben.
Bei der Projektion kann das System L stets das gleiche bleiben. Es sind das Objektiv () und das
System des Prismas P diejenigen Teile, welche sieh entsprechend der Grösse des Projektionsschirmes und seinem Abstande vom Projektor ändern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Photographie oder Kinematographie in Farben mittels eines einzigen Aufnahmeobjektivs, wobei das durch dieses Objektiv gehende Licht in einem optischen System in ebenso viele Teile zerlegt wird, als Grundfarben verwendet werden, jeder dieser Teile für sich das ganze Bild wiedergeben kann und durch ein Filter, welches jeweils einer Grundfarbe entspricht, ausgewählt wird, so dass das ursprüngliche Bild vervielfacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das das ursprüngliche Bild vervielfachende optische System so angeordnet ist, dass es als Blende des dieses Bild liefernden Objektivs wirkt, und die durch die Lichtzerlegung gewonnenen Einzelbilder der Länge oder der Breite nach verkleiner (deformiert) werden, so dass sie sieh ohne Raumverlust auf der Gesamtfläche eines Normalfilmbildes unterbringen lassen.
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Method and device for photography or cinematography in colors.
The procedures for performing color cinematography on layers on the usual substrates and with the help of selection filters can be divided into two groups:
According to one group, a single lens is used for recording and the amount of light passing through is split into two or more light bundles when it emerges from the lens, each of which corresponds to one of the selected basic colors and creates an image of normal film size, with these images on a single or on multiple films can be generated. This group also includes those processes in which the light emerging from the lens is not subdivided, but is selectively separated alternately and according to the individual primary colors, so that the images are much more numerous and the exposure time of each individual must be shortened.
The disadvantages of this
The group of methods are as follows: 1. A much longer film must be used for recording than for black and white cinematography. 2. The amount of light per unit of the photosensitive layer must be reduced, either because this amount has to be distributed over a much larger emulsion surface than with black and white film or because the exposure time has to be considerably shorter. These disadvantages are particularly significant if you want to use the three-color process.
The second group comprises the methods with several lenses, each of which is tuned for a certain basic color. With the three-color process, the three images can then be brought into a normal image, but each individual image then has at most a quarter of a normal image
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Added to this are the difficulties of parallax between three lenses, which one can never completely overcome; Furthermore, the large number of objectives reduces their opening (aperture) and thus their light intensity.
The invention now relates to a method for cinematography and possibly for photography in colors on layers on normal substrates which avoids these disadvantages. It essentially consists in the use of a single lens, which has the following two characteristic properties: 1. There is an image distorted in one of the dimensions, length or width, the distortion being a reduction in size proportional to the number of related basic colors is selected. For example, in the three-color process, the length (height) or the width of each of the picture elements is shortened to a third of the dimension that it should have in a normal picture. 2.
During three-color folding, it triples this elementary image through suitable selection filters and accommodates the three selective partial images thus obtained on the film in the space of a normal image.
Because these selective images are only shortened in one of their dimensions, length (height) or width
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Image completely used.
Thanks to the principle of the reversibility of the Liehtwege, the images obtained in this way, after developing and duplicating, can be thrown onto a projection screen using the usual means, where they reproduce colored images, which have exactly the dimensions of the cinematographically recorded lenses, or it can also-im In the case of the two-color process, each normal size image is projected onto a film that is sensitive to two sides, each side of which is treated according to one of the two basic colors and then colored according to the usual methods
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be, whereby one the two S? Selective images, facing each other, are projected onto the film using an appropriate marker, by conventional methods.
The invention can be carried out, for example, with the optical device described below.
This device is characterized by three different optical parts.
P is an image tripling prism; 0 a special photographic lens: L an optical
System that has the task of optically reducing the dimensions of the objects (objects) photographed through this system.
FIG. 1 shows an overall arrangement and the beam path through the entire device P, O, L, with all optical parts being thought to be optically infinitely thin in order to simplify the illustration. In Fig. 1, P is a special prism, the details of which are shown in Fig. 2 and which triples the image produced by the photographic lens. It is formed by the trapezoidal prism Fl (made of flint glass), on both sides of which two other prisms Cr (made of crown glass) are attached. The middle part v is a plane-parallel glass plate, while the two side parts are round b aehromatic prisms, which deflect the rays against the base surfaces without affecting the clarity of the images.
Colored selection filters made of colored gelatin or colored glass are placed between the large base of the prism FI and one side of the plane-parallel glass.
This prism P behind the photographic lens 0 (Fig. 1 and 2) gives three images, red, green and blue, u. zw. In sharp separation, which is due to the field stop described below.
The deflection or displacement of the center of the original image, which was given by the same lens alone on the same area, is one third of the width of this image, so that, for example, on one of the usual cinematography individual images of
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or 8 x 18 mine.
0 is a special lens with the large numerical aperture (aperture) f / 2 or f / 2. Ï, the effective diaphragm of which coincides with the position of the device P and which is free of the defect known as "cat's eye".
P plays the role of the aperture of objective 0, whereby each elementary image, b, v or r (Fig. 1), uses a third of the prism, i.e. a third of the opening of the objective. On the other hand, since the field (the area) is limited by the new picture edge and reduced three times in a certain sense, the arrangement L serves to reproduce the field's original size.
The optical device L, which increases the field (surface) three times in a certain sense, is nothing more than a telescope dioptric with cylindrical lenses. This Galileo marriage (llas with cylindrical lenses consists of two optical parts with focal lengths f and fl, where
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B is the distance between the two systems.
This system has already found numerous applications; it is the negative part (focus fA) of the system, which also serves as a field stop.
3 shows the path of the light rays through the lenses (which are indicated by their main planes) taking into account their true thickness. The off-axis and (in the most general
Fall) inclined rays have their course shown by the ray R and intersect the edge of the field stop D. It can be seen that the more inclined rays are blocked and the image r cannot fall into the image v. On the other hand, the two separations S likewise prevent interference or the impingement of false light due to over-radiation (irradiation). These dividers are cut through to allow the closure to pass through.
Various other options can also be provided. In this way, the color selection filters can advantageously be placed in the window of the recording apparatus almost in contact with the image instead of bringing them into contact with P. This device even has particular advantages with it because the color selection filter can be changed without changing anything in the optical system or coming into contact with it.
If necessary, the prism P can also be arranged in front of the objective 0. It can also be located inside the objective O if the condition is met that this objective is penetrated by parallel rays at the location of the prism, as FIG. 4 shows. In all of these cases, the prism P blinds the objective.
The optical system L with cylindrical lenses, like most binoculars, can also be formed from two positive parts. 5 shows an arrangement in which the prism P is in front of the objective and the system L is formed by two positive cylindrical lenses.
The system L is determined by the following formulas:
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The field stop D is placed in the focal plane of the cylindrical lens fA, as shown in FIG.
It can be seen that, as with all three-color processes, three elementary images are obtained, each of which corresponds to a certain part of the spectrum.
With a similar arrangement, two-color images or, in general terms, multicolor images can also be produced.
The three images are obtained without the slightest parallax and are different from all images obtained with other methods because they are deformed (compressed) in one direction. A film exposed and developed in this way allows any number of positive prints to be easily taken. If you use the same method or system for the projection (principle of light reversal), you get a color reproduction on the projection screen.
The system L can always remain the same during projection. It's the lens () and that
System of the prism P those parts which see change according to the size of the projection screen and its distance from the projector.
PATENT CLAIMS:
1. Method for photography or cinematography in colors by means of a single recording lens, the light passing through this lens being broken down into as many parts in an optical system, used as primary colors, each of these parts being able to reproduce the entire image and through a Filter, which in each case corresponds to a basic color, is selected so that the original image is multiplied, characterized in that the optical system that multiplies the original image is arranged in such a way that it acts as a diaphragm of the lens that delivers this image, and that by the light decomposition The individual images obtained are reduced in length or width (deformed) so that they can be accommodated on the entire surface of a normal film image without loss of space.